區塊鏈入門：一文看懂比特幣新區塊產生的過程_比特幣:比特幣最新價格行情走勢比特幣交易會被判刑嗎

比特幣交易的過程實質上是一堆UTXO消耗和產生的過程，這些過程由交易發起方按照比特幣協議規定的方式構造交易信息，并由比特幣網絡產生的新區塊記錄和確認，一旦交易信息由比特幣區塊記錄并確認，交易便完成了，比特幣網絡也就實現了價值的轉移。

在“比特幣交易的過程”一文中，我們已經知道比特幣的交易信息是如何構造的，但是這些信息又是如何進入比特幣新區塊的呢？

接下來博主將通過比特幣新區塊產生的過程來具體說明比特幣區塊是如何記錄并確認交易信息的。

這里需要先安利幾個知識點：

交易池，英文名稱：mempool，又叫內存池，是用來存儲待確認交易的地方，每個比特幣挖礦節點均有自己獨立的交易池，因交易池體積，最低交易費比例限制等不同，各節點的交易池也不相同。礦工在構造預備區塊時，需要從交易池中選擇要打包的交易。由于交易池經常被調用，它的數據被存放在節點服務器的RAM中，這就意味著交易池的體積不會太大。

Osmosis：代碼補丁和緊急升級正在測試中，計劃本周末重啟區塊鏈:6月10日消息，Cosmos生態Osmosis區塊鏈針對此前出現漏洞事件更新進展稱，代碼補丁和緊急升級正在測試中。假設沒有不可預見的情況，目前的目標是能夠在本周末重啟區塊鏈。

與此同時，團隊正在進行數據分析，以便能夠生成蒙受損失的地址列表，這將用于recovery drop，計劃在鏈重啟后的幾天內面向受損用戶進行。

幾乎所有主要的攻擊者都在合作返還資金。任何不可收回或因為漏洞被意外使用的資金將由Osmosis開發者基金支付。這意味著不會逆轉交易或破壞鏈所有權不變性。

此前消息，Osmosis區塊鏈網絡已于區塊高度4713064處停止出塊，官方確認出現嚴重漏洞，損失約500萬美元。[2022/6/10 4:16:56]

挖礦節點，在比特幣網絡中，參與記錄和驗證比特幣交易和區塊的是一個個保存比特幣數據的節點。其中有一部分節點，不僅參與記錄和驗證的工作，還參與比特幣新區塊的創建工作，他們構造新區塊，并通過PoW工作量證明競爭記賬權，進而獲得創建新區塊的權限，這部分節點是挖礦節點。早期的挖礦節點有礦工，也有礦池，但當前由于比特幣挖礦難度太高，單個礦工很難贏取記賬權，創建新區塊。目前主要的比特幣挖礦節點，是各家礦池，如F2Pool，Poolin，BTC，Antpool，Slushpool等。

中國電信3項區塊鏈交易專利同日公布:3月30日消息，天眼查App顯示，3月29日，中國電信股份有限公司“跨區塊鏈交易的方法和支持跨區塊鏈交易的系統”“用于區塊鏈的交易處理方法以及網絡節點”“數據的處理方法、區塊鏈節點和計算機可讀存儲介質”專利公布。其中，“跨區塊鏈交易”專利方法包括：主區塊鏈系統接收第一子區塊鏈系統發送的跨區塊鏈交易請求，根據交易信息生成區塊，并上傳存儲；主區塊鏈將交易請求轉發至第二子區塊鏈系統，以便第二子區塊鏈系統執行交易。（鞭牛士）[2022/3/30 14:26:49]

UTXO庫，比特幣節點通過掃描節點所有交易信息，構建的UTXO集群。它包含所有未被消耗的UTXO。每當新區塊產生后，UTXO庫會將新區塊中消耗掉的UTXO從自己的列表中刪除，將新產生的UTXO加入到自己的列表中。

Coinbase獎勵，又叫創幣交易。比特幣協議規定，每產生一個新的比特幣區塊，比特幣網絡就會產生N個比特幣，作為維護比特幣網絡的獎勵支付給創建這個區塊的礦工。同時，此區塊中Coinbase獎勵之外的其他交易包含的所有交易費，也會合并在Coinbase獎勵中，一起支付給創建這個區塊的礦工。其中，N的數值在比特幣誕生時為50，此后大約每4年減半一次，目前為6.25，比特幣網絡以這種減半的方式來控制比特幣的總量。Coinbase獎勵是每個區塊記錄的第一筆交易。

東莞上半年八成出口貿易融資通過國家外匯管理局跨境金融區塊鏈服務平臺完成:今年上半年，東莞出口項下貿易融資總額達12.6億美元，其中通過國家外匯管理局跨境金融區塊鏈服務平臺(以下簡稱跨境金融區塊鏈服務平臺)完成出口貿易融資金額達10.4億美元，占東莞出口貿易融資業務八成以上，有效解決中小企業跨境融資難題，幫扶企業渡過難關。（中新網）[2020/7/30]

圖1待確認交易進入交易池

需要驗證的交易信息包括：

交易是否包含有效的輸入和輸出錢包地址；交易體積是否小于區塊的最大體積；輸入的UTXO是否合法；交易輸入總額和輸出總額是否合理；判斷交易的輸入是否有來自Coinbase的獎勵，該獎勵對應的幣需至少有100個區塊確認才能可以使用；確認交易池中沒有重復交易；交易設置的交易費高于mempool的交易費比例限制，以及其他驗證。

動態 | 上海文匯報：比特幣下跌為區塊鏈技術發展創造好時機:據人民網消息，上海文匯報發表評論文章稱，比特幣近期上演“大跳水”意味著“比特塔”的倒塌，對區塊鏈創業者而言，長久縈繞的“父子”問題解決了。每談區塊鏈必談比特幣的古怪關系宣告結束，從此區塊鏈可以擺脫比特幣的陰影而獨立發展。文章指出，泡沫逐漸出清之際，正好是推動區塊鏈技術的深度挖掘與豐富的最好時機。[2018/12/14]

挖礦節點從交易池中選擇交易，構造預備區塊

當挖礦節點要構造預備區塊，準備生成新區塊時，會按照優先級排序，從交易池中取待確認交易。預備區塊通常會預留一定空間給高優先級的交易，剩下的空間會按照交易費比例由高到低順序一直把區塊加滿或者把交易池的交易用光。

但比特幣區塊中不僅僅包含從交易池中取的待確認交易。按照比特幣協議規定，比特幣的區塊主要包括五個部分：魔數，區塊大小，區塊頭，交易計數器和交易信息。如下圖：

動態 | 韓國SBS-CNBC新聞頻道10月10日將播出區塊鏈節目:據韓聯社消息，韓國24小時新聞頻道SBS-CNBC將于10月10日23點整播出區塊鏈和加密貨幣節目“Block Chain Magazine Genre”。內容將涵蓋從區塊鏈的定義到復雜的術語,以及相關業務。此外，它還將邀請專業嘉賓和公眾嘉賓對話，將節目變成一個有趣的脫口秀。[2018/10/8]

圖2比特幣區塊的結構

其中，“魔數”是一個值為0xD9B4BEF9的常數；“區塊體積”是本區塊所有數據的總體積；“區塊頭”是可以看作是整個區塊的縮略信息，挖礦用到的區塊信息就是區塊頭；“交易計數器”用來記錄區塊中交易的數量；“交易數據”是區塊所包含的所有交易信息，包括Coinbase獎勵部分，一般來說，這部分數據占了整個區塊絕大部分空間。

在比特幣區塊中，區塊頭是最為關鍵的一個信息。它包含整個區塊的所有特征信息：

區塊版本號。創建區塊的比特幣節點的版本信息，用于追蹤比特幣協議的升級和更新情況；前一個區塊的哈希值。又叫做父區塊哈希，用來定位上一個區塊。每一個區塊都包含它的上一個區塊的哈希值，針對任何一個區塊的任何一個微小的改動，都會使后續區塊的哈希值產生巨大的變化，如此環環相扣，確保比特幣所有區塊形成一條單一的鏈式結構，可以有效防止惡意篡改比特幣區塊數據的行為。MerkleRoot哈希。在區塊的交易數據列表中，取所有交易數據的哈希值，構建Merkle樹，這個Merkle樹的根哈希值，即為MerkleRoot哈希。如下圖：

由于哈希算法的敏感性，整個交易的Merkle樹中任何一個交易數據有微小的改動，都會產生聯動效果，導致Merkle樹的根哈希值出現巨大變化。因此交易數據的Merkle樹根哈希值可以看作是整個交易的指紋，用來指代區塊中的交易數據。時間戳。創建預備區塊的時間。當前目標哈希值。比特幣協議規定，礦工創建的預備區塊的哈希值小于目標哈希值時，這個區塊才算有效。目標哈希值由挖礦難度確定，當挖礦難度變大時，目標哈希值變小，礦工要找到符合比特幣網絡要求的哈希值就越困難。按照當前的挖礦難度，要找到低于目標哈希值的哈希值，理論上需要一臺S17礦機連續工作42年時間。因此，現在基本不存在個人自建節點挖比特幣的情況。隨機數。又叫Nonce。我們可以發現，區塊頭信息中，區塊版本號，前一個區塊的哈希值，MerkleRoot哈希值，時間戳，以及當前目標哈希，都是已知信息，相對固定，不便隨意更改。因此，如果要調整預備區塊的哈希值，就需要引入一個可變的數據——隨機數。修改隨機數，就可以調整預備區塊的哈希值。挖礦節點構建好預備區塊后，就會將區塊頭信息下發給礦工，礦工通過不斷調整區塊頭中的隨機數來變更預備區塊的哈希值，當預備區塊的哈希值低于比特幣網絡當前目標哈希值時，這個區塊就是一個合法新區塊。

挖礦節點會及時地向比特幣網絡廣播新區塊，比特幣網絡中其他比特幣節點在接到廣播信息后，對新區塊進行驗證，驗證通過后，將新區塊加入本地，并延長節點的區塊鏈。此時，新區塊創建并確認完畢，對應交易也完成了。

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